محاسبه‌گر BTU کولر گازی - یافتن اندازه مناسب کولر گازی

محاسبه‌گر BTU کولر گازی

محاسبه‌گر BTU کولر گازی ظرفیت سرمایشی موردنیاز کولر برای خنک‌کردن اتاقی با اندازه مشخص را، برحسب واحد حرارتی بریتانیا (BTU) در ساعت، برآورد می‌کند. BTU واحدی برای انرژی گرمایی است. در کولرهای گازی، این واحد نشان می‌دهد دستگاه در یک ساعت چه مقدار گرما را می‌تواند از اتاق خارج کند.

انتخاب ظرفیت BTU مناسب اهمیت دارد. کولر گازی کم‌ظرفیت پیوسته کار می‌کند و ممکن است هرگز به دمای مطلوب نرسد. کولر بزرگ‌تر اتاق را سریع خنک می‌کند و پیش از آنکه رطوبت کافی را از هوا بگیرد خاموش می‌شود؛ در نتیجه اتاق سرد و مرطوب می‌ماند. هر دو مشکل برق را هدر می‌دهند و کمپرسور را سریع‌تر از یک دستگاه با ظرفیت مناسب فرسوده می‌کنند.

نحوه محاسبه BTU برای کولر گازی

این محاسبه‌گر بر یک قاعده تجربی رایج در سامانه‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع متکی است: برای هر فوت مربع از مساحت کف، در صورت وجود سقف استاندارد ۸ فوت، حدود ۲۰ BTU (۲۱ kJ) در ساعت. اگر این مقدار به‌جای مساحت کف، برحسب حجم اتاق نوشته شود، به ۲٫۵ BTU (۲٫۶۴ kJ) به‌ازای هر فوت مکعب می‌رسد. استفاده از حجم به‌جای مساحت کف، برآورد را برای اتاق‌هایی با سقف بلندتر یا کوتاه‌تر از ۸ فوت (۲٫۴ m) دقیق نگه می‌دارد، زیرا اتاق بلندتر هوای بیشتری در خود جای می‌دهد و به ظرفیت سرمایشی بیشتری نیاز دارد.

فرمول BTU

برای اندازه‌گیری برحسب فوت:

$\text{BTU} = \text{طول} \times \text{عرض} \times \text{ارتفاع} \times 2.5$

برای اندازه‌گیری برحسب متر:

$\text{BTU} = \text{طول} \times \text{عرض} \times \text{ارتفاع} \times 88.2867$

ضریب متریک همان قاعده‌ای است که از فوت مکعب به متر مکعب تبدیل شده است. هر فوت دقیقاً ۰٫۳۰۴۸ متر است؛ بنابراین هر متر مکعب برابر با ۳۵٫۳۱۴۶۶۷ فوت مکعب (۱ m³) است و ۲٫۵ × ۳۵٫۳۱۴۶۶۷ = ۸۸٫۲۸۶۷ BTU (۹۳٫۱ kJ) به‌ازای هر متر مکعب. محاسبه‌گر از مقدار کامل و گردنشده، یعنی ۸۸٫۲۸۶۶۶۶۸۰۳۷۲۱۴۶، استفاده می‌کند.

نتیجه تا نزدیک‌ترین ۱۰۰ BTU (۱۱۰ kJ) گرد می‌شود، زیرا تولیدکنندگان کولرهای گازی را با ظرفیت‌های رُند، مانند ۸٬۰۰۰ یا ۱۰٬۰۰۰ BTU (۱۱٬۰۰۰ kJ)، عرضه می‌کنند، نه ۸٬۲۴۷.

متغیرها

• طول: بُعد افقی بزرگ‌تر اتاق.
• عرض: بُعد افقی کوتاه‌تر اتاق.
• ارتفاع: فاصله کف تا سقف.
• ضریب: ۲٫۵ برای فوت و ۸۸٫۲۸۶۷ برای متر.

مثال حل‌شده

طول یک اتاق خواب ۱۲ فوت (۳٫۶۶ m)، عرض آن ۱۰ فوت (۳ m) و ارتفاع آن ۸ فوت (۲٫۴ m) است.

حجم = ۱۲ × ۱۰ × ۸ = ۹۶۰ فوت مکعب (۲۷٫۲ m³).

BTU = ۹۶۰ × ۲٫۵ = ۲٬۴۰۰.

اندازه‌گیری همین اتاق برحسب متر (تقریباً ۳٫۶۶ m × ۳٫۰۵ m × ۲٫۴۴ m) حجمی حدود ۲۷٫۲۴ متر مکعب به دست می‌دهد. ضرب این مقدار در ۸۸٫۲۸۶۷ حدود ۲٬۴۰۵ BTU (۲٬۵۴۰ kJ) می‌شود که به ۲٬۴۰۰ BTU (۲٬۵۳۰ kJ) گرد می‌شود و با محاسبه برحسب فوت مطابقت دارد.

BTU بر اساس مساحت کف با سقف ۸ فوت

چون فرمول به ۲٫۵ BTU (۲٫۶۴ kJ) به‌ازای هر فوت مکعب می‌رسد، اتاقی با سقف استاندارد ۸ فوت به حدود ۲۰ BTU (۲۱ kJ) به‌ازای هر فوت مربع مساحت کف نیاز دارد:

سقف بلندتر نتیجه را افزایش می‌دهد و سقف کوتاه‌تر آن را کاهش می‌دهد، زیرا محاسبه‌گر در محاسبه خود حجم واقعی اتاق را در نظر می‌گیرد، نه فقط مساحت کف را.

دسته‌بندی ظرفیت کولر گازی

محاسبه‌گر نتیجه را در یکی از پنج دسته ظرفیت قرار می‌دهد:

• کوچک (۵٬۰۰۰-۸٬۰۰۰ BTU): اتاق‌های خواب، دفترهای خانگی کوچک و اتاق‌های خوابگاه.
• متوسط (۸٬۰۰۰-۱۲٬۰۰۰ BTU): اتاق‌خواب‌های اصلی و آپارتمان‌های استودیویی.
• بزرگ (۱۲٬۰۰۰-۱۸٬۰۰۰ BTU): اتاق‌های نشیمن و اتاق‌خواب‌های بزرگ‌تر.
• خیلی بزرگ (۱۸٬۰۰۰-۲۴٬۰۰۰ BTU): اتاق‌های نشیمن بزرگ و زیرزمین‌های تکمیل‌شده.
• تجاری (۲۴٬۰۰۰+ BTU): پلان‌های باز و فضاهای خرده‌فروشی.

برای اتاق‌های بسیار کوچک ممکن است مقدار محاسبه‌شده کمتر از ۵٬۰۰۰ BTU (۵٬۳۰۰ kJ) باشد. محاسبه‌گر همچنان این موارد را در دسته کوچک، یعنی پایین‌ترین بازه، قرار می‌دهد؛ زیرا دسته کوچک‌تری وجود ندارد.

اصلاحات فرمول پایه

این فرمول عایق‌کاری معمول، مقدار متوسط پنجره‌ها و تعداد ساکنان عادی را فرض می‌کند. چند وضعیت رایج مستلزم اصلاح دستی نتیجه هستند:

• تابش شدید خورشید: اتاقی با پنجره‌های بزرگ رو به جنوب یا غرب ممکن است به حدود ۱۰ درصد BTU بیشتر از مقدار پایه نیاز داشته باشد.
• آشپزخانه‌ها: فرها، اجاق‌ها و دیگر وسایل گرما تولید می‌کنند. بسیاری از راهنماهای سامانه‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع پیشنهاد می‌کنند حدود ۴٬۰۰۰ BTU (۴٬۲۰۰ kJ) برای آشپزخانه اضافه شود.
• افراد اضافی: هر فرد بیشتر از دو نفر اول در اتاق، تقریباً ۶۰۰ BTU (۶۳۰ kJ) گرمای بدن اضافه می‌کند.
• عایق‌کاری ضعیف: خانه‌ای قدیمی با عایق‌کاری ضعیف ممکن است به افزودن ۱۰ درصد یا بیشتر به مقدار پایه نیاز داشته باشد.

این اصلاحات راهنماهای کلی هستند و بخشی از محاسبات خود محاسبه‌گر به شمار نمی‌آیند. برای سامانه کل خانه، محاسبه بار توسط متخصص همه این عوامل را با هم در نظر می‌گیرد.

قاعده BTU از کجا آمده است

خود BTU واحدی قدیمی است: مقدار گرمای لازم برای افزایش دمای یک پوند آب به‌اندازه یک درجه فارنهایت. مهندسان در قرن ۱۹ام این واحد را برای مقایسه سامانه‌های گرمایشی پذیرفتند و سپس در تهویه مطبوع نیز به کار رفت.

پیشینه تهویه مطبوع مدرن به ویلیس کریر بازمی‌گردد؛ او نخستین سامانه را در ۱۹۰۲ برای کنترل رطوبت در یک کارخانه چاپ در بروکلین ساخت، نه برای آسایش. تهویه مطبوع خانگی از دههٔ ۱۹۵۰ در ایالات متحده رایج شد.

برای تعیین ظرفیت یک اتاق، قاعده مبتنی بر حجم که در اینجا استفاده شده، میان‌بری قابل‌اعتماد است. برای یک خانه کامل، پیمانکاران سامانه‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع از روش جزئی‌تری به نام Manual J استفاده می‌کنند که توسط پیمانکاران تهویه مطبوع آمریکا منتشر شده است. این روش مقادیر عایق‌کاری دیوارها و پنجره‌ها، جهت پنجره‌ها، اقلیم محلی و اتلاف کانال‌ها را در نظر می‌گیرد. وزارت انرژی ایالات متحده اشاره می‌کند که کولر گازی با ظرفیت مناسب، در مقایسه با دستگاه بزرگ‌تر، انرژی به‌مراتب کمتری مصرف می‌کند.

پرسش‌های متداول

اگر کولر گازی BTU کافی نداشته باشد چه اتفاقی می‌افتد؟

دستگاه پیوسته کار می‌کند و ممکن است در روزهای گرم هرگز به دمای هدف نرسد. کارکرد مداوم نیز فشار بیشتری به کمپرسور وارد می‌کند.

آیا خرید دستگاهی با BTU بیش از حد بد است؟

بله. دستگاه بزرگ‌تر اتاق را سریع خنک می‌کند و پیش از آنکه رطوبت کافی را از هوا بگیرد خاموش می‌شود؛ در نتیجه اتاق سرد و مرطوب می‌ماند. روشن و خاموش‌شدن‌های مکرر نیز کمپرسور را سریع‌تر از کارکرد پیوسته فرسوده می‌کند.

یک اتاق ۱۰ در ۱۰ فوت به چند BTU نیاز دارد؟

حجم = ۱۰ × ۱۰ × ۸ = ۸۰۰ فوت مکعب (۲۳ m³). BTU = ۸۰۰ × ۲٫۵ = ۲٬۰۰۰. این مقدار اتاق را در دسته کوچک محاسبه‌گر، یعنی پایین‌ترین بازه آن، قرار می‌دهد.

کولر گازی ۱۲٬۰۰۰ BTU چه اندازه اتاقی را می‌تواند خنک کند؟

با سقف استاندارد ۸ فوت، ظرفیت ۱۲٬۰۰۰ BTU (۱۲٬۷۰۰ kJ) با حدود ۶۰۰ فوت مربع (۵۶ m²) مساحت کف مطابقت دارد (۱۲٬۰۰۰ تقسیم بر ۲۰ BTU به‌ازای هر فوت مربع).

«تن» تهویه مطبوع چیست؟

یک تن ظرفیت سرمایشی برابر با ۱۲٬۰۰۰ BTU (۱۲٬۷۰۰ kJ) در ساعت است. این اصطلاح به پیش از رواج سرمایش مکانیکی بازمی‌گردد؛ زمانی که ساختمان‌ها با قطعه‌های یخ خنک می‌شدند. ذوب یک تن یخ طی ۲۴ ساعت، گرما را با نرخی حدود ۱۲٬۰۰۰ BTU (۱۲٬۷۰۰ kJ) در ساعت جذب می‌کند.

این مقدار با محاسبه حرفه‌ای سامانه‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع چه تفاوتی دارد؟

این محاسبه‌گر بر اساس حجم اتاق به‌تنهایی، برآوردی سریع ارائه می‌دهد. محاسبه Manual J توسط پیمانکار، مقادیر عایق‌کاری، نوع و جهت پنجره‌ها و داده‌های اقلیمی محلی را نیز بررسی می‌کند. برای یک اتاق، برآورد حجمی معمولاً به‌اندازه کافی دقیق است. برای سامانه کل خانه، انجام محاسبه حرفه‌ای ارزش این گام اضافی را دارد.

فرمول در کد

1function calculateBTU(length, width, height, unit) {
2  const volume = length * width * height;
3  const btu = unit === 'feet' ? volume * 2.5 : volume * (2.5 / 0.3048 ** 3);
4  return Math.round(btu / 100) * 100;
5}
6

1def calculate_btu(length, width, height, unit='feet'):
2    volume = length * width * height
3    btu = volume * 2.5 if unit == 'feet' else volume * (2.5 / 0.3048 ** 3)
4    return round(btu / 100) * 100
5